Cache memoryMost PCs are held back

Cache memory

Most PCs are held back not by the speed of their main processor, but by the time it takes to move data in and put of memory. One of the most important techniques for getting around this bottleneck is the memory cache.

The idea is to use a small number of very fast memory chips as a buffer or cache between main memory and the processor. Whenever the processor needs to read data it looks in this cache area first. If it finds the data in the cache then this counts as a 'cache hit' and the processor need not go through the more laborious process of reading data from the main memory Only if the data is not in the cache does it need to access main memory, but in the process it copies whatever it finds into the cache so that it is there ready for the next time it is needed. The whole process is controlled by a group of logic circuits called the cache controller.

One of the cache controller's main jobs is to look after 'cache coherency' which means ensuring that any changes written to main memory are reflected within the cache and vice versa. There are several techniques for achieving this, the most obvious being for the processor to write directly to both the cache and main memory at the same time. This is known as a 'write-through' cache and is the safest solution, but also the slowest.

The main alternative is the 'write- back' cache which allows the processor to write changes only to the cache and not to main memory. Cache entries that have changed are flagged as 'dirty', telling the cache controller to write their contents back to main memory before using the space to cache new data. A write-back cache speeds up the write process, but does require a more intelligent cache controller.

Most- cache controllers move a 'line' of data rather than just a single item each time they need to transfer data between man memory and the cache. This tends to improve the chance of a cache hit as most programs spend their time stepping through instructions stored sequentially in memory, rather than jumping about from one area to another. The amount of data transferred each time is known as the 'line size'.

If there is a cache hit then the processor only needs to access the cache. If there is a miss then it needs to both fetch data from main memory and update the cache, which takes longer. With a standard write-through cache, data has to be written both to main memory and to the cache. With a write-back cache the processor needs only write to the cache, leaving the cache controller to write data back to main memory later on.


Computer Applications

As computer systems become more intelligent, they are used in a wider variety of work situations where previously it was necessary to employ people. Hospitals can increasingly use computers where highly trained people were required to deal with life-threatening situations. Computers can also be used in airports where highly trained experts were previously required to ensure safety and the police can make more use of computers to detect and investigate increasingly sophisticated crimes.

One of the uses considered in this unit is police speed traps used to catch drivers that are breaking the official speed limit. In earlier systems, radar equipment was used to bounce radio waves off the moving car. A small processor, known as a microprocessor, calculated the speed of the car from the changes in the radio waves and triggered an ordinary camera with a flashgun to take a photograph of the car if it was speeding. The details were stored on a smart card (a plastic card with a built-in computer system that can store large amounts of data). When the smart card was taken back to the police station, the driver's details were obtained from the DVLC (Driver and Vehicle Licensing Centre) database i.e. the central computerised records of all licensed drivers and vehicles.

Результаты (русский) 1:

Cache memoryMost PCs are held back not by the speed of their main processor, but by the time it takes to move data in and put of memory. One of the most important techniques for getting around this bottleneck is the memory cache.The idea is to use a small number of very fast memory chips as a buffer or cache between main memory and the processor. Whenever the processor needs to read data it looks in this cache area first. If it finds the data in the cache then this counts as a 'cache hit' and the processor need not go through the more laborious process of reading data from the main memory Only if the data is not in the cache does it need to access main memory, but in the process it copies whatever it finds into the cache so that it is there ready for the next time it is needed. The whole process is controlled by a group of logic circuits called the cache controller.One of the cache controller's main jobs is to look after 'cache coherency' which means ensuring that any changes written to main memory are reflected within the cache and vice versa. There are several techniques for achieving this, the most obvious being for the processor to write directly to both the cache and main memory at the same time. This is known as a 'write-through' cache and is the safest solution, but also the slowest.Основной альтернативой является «обратной записи» кэш, который позволяет процессору записывать изменения только в кэш, а не к основной памяти. Записи кэша, которые были изменены, помеченных как «грязные», сообщая контроллер кэша для записи их содержимого обратно в основную память перед использованием пространства для кэширования новых данных. Кэш обратной записи ускоряет процесс записи, но требует более интеллектуальный контроллер кэша.Большинство кэша контроллеров переместить «линия» данных, а не только один элемент каждый раз, когда им нужно для передачи данных между памяти и кэша. Это, как правило, улучшить шансы на попадание в кэш, поскольку большинство программ тратят свое время, пошаговое выполнение инструкции последовательно хранятся в памяти, а не прыгать о из одной области в другую. Объем данных, передаваемых каждый раз, называется «размер линии».Если кэш-то процессор только требуется доступ к кэш-памяти. Если пропустить, то он необходимо как извлечь данные из основной памяти и обновить кэш, который занимает больше времени. Со стандартной записи через кэш данных должен быть записан основной памяти и кэша. Кэш обратной записи процессора нуждается только записи кэша, оставляя контроллер кэша для записи данных обратно в основную память позже.Компьютерные приложения As computer systems become more intelligent, they are used in a wider variety of work situations where previously it was necessary to employ people. Hospitals can increasingly use computers where highly trained people were required to deal with life-threatening situations. Computers can also be used in airports where highly trained experts were previously required to ensure safety and the police can make more use of computers to detect and investigate increasingly sophisticated crimes.One of the uses considered in this unit is police speed traps used to catch drivers that are breaking the official speed limit. In earlier systems, radar equipment was used to bounce radio waves off the moving car. A small processor, known as a microprocessor, calculated the speed of the car from the changes in the radio waves and triggered an ordinary camera with a flashgun to take a photograph of the car if it was speeding. The details were stored on a smart card (a plastic card with a built-in computer system that can store large amounts of data). When the smart card was taken back to the police station, the driver's details were obtained from the DVLC (Driver and Vehicle Licensing Centre) database i.e. the central computerised records of all licensed drivers and vehicles.

Результаты (русский) 2:

Кэш - память

Большинство ПК сдерживаются не скорость их основного процессора, но к тому времени, которое требуется для перемещения данных и положить памяти. Одним из наиболее важных методов для обхода этой проблемы является кэш - память.

Идея заключается в том , чтобы использовать небольшое количество очень быстрых чипов памяти в качестве буфера или кэша между основной памятью и процессором. Всякий раз , когда процессор должен прочитать данные , он выглядит в этой области кэша в первую очередь. Если он находит данные в кэше , то это засчитывается как "хит кэш" и процессору не нужно проходить через более трудоемкий процесс считывания данных из основной памяти только если данные не в кэше это необходимо получить доступ к главной памяти, но и в процессе того, что копирует все , что он находит в кэш , так что он там готов в следующий раз это необходимо. Весь процесс контролируется группой логических схем называется кэш - контроллер.

Одна из главных задач кэш - контроллер является смотреть после того, как "кэш - когерентность" , что означает обеспечение того , чтобы любые изменения , записанные в основной памяти отражаются в кэше , и наоборот. Есть несколько методов для достижения этой цели, наиболее очевидные из которых для процессора писать непосредственно как кэш - памяти и оперативной памяти одновременно. Это известно как "сквозной записи" кэш и является самым безопасным решением, но и самый медленный.

Основной альтернативой является "назад от записи" кэш , который позволяет процессору записать изменения только в кэш , а не в основной памяти. Записей кэша , которые были изменены помечены как «грязные», говоря кэш - контроллер , чтобы написать их содержимое обратно в основную память , прежде чем использовать пространство для кэширования новых данных. Кэш обратной записи ускоряет процесс записи, но требует более интеллектуальный контроллер кэш.

Кэш - контроллеров режима наибольшего перемещения "линию" данных , а не только одного элемента каждый раз , когда они должны передавать данные между мужчиной памяти и кэш , Это , как правило , чтобы улучшить вероятность попадания кэша поскольку большинство программ проводят свое время пошагового команды , хранящиеся в памяти последовательно, а не прыгая из одной области в другую. Объем данных , передаваемых каждый раз , когда известен как "размер строки '.

Если есть попадание в кэш , то процессор должен получить доступ к кэш - памяти только. Если есть промах , то он должен как извлекать данные из основной памяти и обновления кэша, который занимает больше времени. С помощью стандартной сквозной записи кэша, данные должны быть записаны как в основной памяти и в кэш - память. С кэш обратной записи процессор нужно только написать в кэш, оставляя кэш - контроллер для записи данных обратно в основную память позже.


Компьютерных приложений

Как компьютерные системы становятся все более интеллектуальными, они используются в более широком разнообразии рабочих ситуациях , где раньше надо было нанимать людей. Больницы могут все чаще используют компьютеры , где высоко обученные люди должны были иметь дело с опасными для жизни ситуациях. Компьютеры могут также использоваться в аэропортах , где высококвалифицированные специалисты ранее были необходимы для обеспечения безопасности и полиция может больше использовать компьютеры для выявления и расследования все более сложные преступления.

Одно из применений , рассматриваемых в данном аппарате является скорость ловушки полиции , используемые , чтобы поймать водителей которые нарушают официальный предел скорости. В более ранних системах, радиолокационная аппаратура была использована , чтобы подпрыгнуть радиоволны от движущегося автомобиля. Небольшой процессор, известный как микропроцессор, вычислил скорость автомобиля от изменений радиоволн и вызвал обычную камеру с вспышку взять фотографию автомобиля , если это было превышение скорости. Детали были сохранены на смарт - карты (пластиковая карта со встроенным в компьютерной системе , которая может хранить большие объемы данных). Когда смарт - карта была взята обратно в полицейский участок, детали водителя были получены из DVLC (драйвера и лицензирования транспортных средств Centre) базы данных , т.е. центральных компьютеризированных записей всех лицензированных водителей и транспортных средств.

Результаты (русский) 3:

кэш - памятьбольшинство компьютеров находятся еще не в скорости их основной процессор, но когда нужно двигаться данных и памяти.одним из наиболее важных способов обойти это узкое место - это кэш - памяти.идея состоит в том, чтобы использовать несколько очень быстро микросхемы памяти в качестве буфера или кэш между оперативной памяти и процессора.когда процессор нужно прочитать данные выглядит в этой области, во - первых, кэш.если он находит данные в кэш, то это считается "кэш попали и процессор не нужно идти через более трудоемкий процесс чтения данных с основной памяти только в том случае, если данные не в кэш - это необходимость доступа к основной памяти, но в процессе его копии всё, что находит в кэш так что это не готов в следующий раз, когда это необходимо.весь процесс контролируется группой логику цепи назвал контроллер кэша.одно из главных мест контроллер кэша смотреть после "кэш", что означает обеспечение последовательности, что любые изменения в письменном виде основной памяти, отражены в кэш и наоборот.есть несколько методов для достижения этого, очевидно, что для процессора писать прямо как кэш и основной памяти в одно и то же время.это называется "написать через" кэш и является безопасным решением, но и медленный.главной альтернативой является "написать - « кэш, который позволяет процессору писать изменения только кэш, а не к основной памяти.кэш записей, которые изменили помечены как 'Dirty ", - говорит контроллер кэша писать их содержание обратно в основной памяти, прежде чем использовать пространство, кэш новых данных.а писал кэш ускоряет процесс записи, но нуждается в более разумная контроллер кэша.большинство - cache контроллеры двигаться "линия" данных, а не только один пункт, каждый раз, когда они нужны для передачи данных между человеком и кэш - памяти.это, как правило, для повышения шансов кэш - удар, поскольку большинство программ тратят свое время наступать по инструкции хранится последовательно в памяти, а не прыгать из одного района в другой.объем данных, передаваемых каждый раз известен как « соответствие размеров ".если есть кэш процессора только хитом, то требуется получить кэш.если есть мисс тогда необходимо как для извлечения информации из оперативной памяти и обновлять кэш, который занимает больше времени.со стандартной писать через кэш, данные должны быть написаны как основной памяти и кэш.с писал кэш процессора нужно только записать в кэш, оставив контроллер кэша для записи данных обратно в основной памяти позже.компьютерной техникикомпьютерные системы становятся все более умные, они используются в более разнообразных ситуаций, в которых ранее работы необходимо нанимать людей.больницы могут все чаще используют компьютеры, где высоко квалифицированных специалистов для борьбы с опасным для жизни ситуации.компьютеры могут использоваться также в аэропортах, где высококвалифицированные эксперты ранее, необходимых для обеспечения безопасности и полиция может использовать компьютеры для выявления и расследования все более совершенных преступлений.один из видов, рассмотренных в этом подразделение полиции скорость ловушки ловили водителей, разорвать официальные ограничения скорости.в предыдущих систем, радиолокационное оборудование используется для колебания радиоволн с движущейся машины.маленький процессор, известный как микропроцессор, рассчитать скорость автомобиля от изменений в радиоволны и спровоцировал очередной камеру с flashgun фотографировать машину, если это превышение скорости.данные хранятся в смарт - карты (пластиковая карта со встроенным в компьютерную систему, которая может хранить большие объемы данных).когда смарт - карты был отправлен обратно в полицейский участок, водителя, данные были получены из dvlc (водителя и транспортного средства, лицензирование центра) базы данных, то есть центральной компьютерной регистрации всех лицензированных водителей и автомобили.